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轉載知呼大佬06 - C++函數 - 知乎 (zhihu.com)

06 - C++函數

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本期我們討論的是 C++ 中的函數。

函數到底是什么呢，函數就是我們寫的代碼塊，被設計用來執(zhí)行特定的任務，以后我們學習 class 類的時候，這些塊會被稱為方法，但是當我說到函數時，我們講的可不是 C++ 類里面的 方法。

01 函數能干什么

對我們來說，使用函數是很常見的，避免代碼重復。我們不想重復寫相同的代碼，當然，如果我們也可以復制和粘貼很多代碼，但會導致巨大的混亂，這也意味著如果我們決定改變一些代碼，我們必須在所有這些地方改變它，我們粘貼的地方，那維護這些代碼簡直就是災難，所以我們把我們要做的事情寫成一個函數，然后可以多次調用它。

如果需要的話，你可以認為函數有一個輸入，一個輸出，盡管他們可能并不需要這么做。我們可以為函數提供一定的參數，函數可以為我們返回值。

02 定義函數

假設我們想把兩個數相乘，我們想寫出這樣的一個函數。

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我們對上面的代碼做一些詳細的解釋。

首先寫的是所謂的返回值?int，也就是說，這就是這個函數的返回類型，因為是兩個整數相乘，這當然會得到一個整數 ；然后給出函數名?multiply?，它有兩個參數?a?和?b?，這些就是我們要乘的數，它們的類型都是?int。然后給出函數體，它會返回 a*b 。

這樣你就得到一個函數，它有兩個都是整數的參數，該函數的功能是返回兩者的乘積。

我們不一定非要提供參數，例如，我可以不提供任何參數，直接返回 5*8 ，這仍然是一個返回整數的函數，但它沒任何參數。

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我們也可以讓函數不返回任何東西，我們通過寫?void?作為返回類型來實現，void 意思是啥也沒有，所以我們可以這樣做。

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03 調用函數

如何調用這個函數呢？調用一個函數非常簡單，我們直接看下面的例子。

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對上面的代碼我們做一些解釋。

首先我們定義了一個變量?result，來裝這個結果，然后直接寫函數的名字加括號就可以完成調用函數，括號里面的數字就是函數需要的兩個參數，返回值 result 保存 a*b 的結果，最后我們將結果輸出到控制臺。按?F5?來運行程序，你可以看到我們得到顯示是6，也就是2乘以3的結果。

04 為什么要用函數

所以，為什么要用函數呢？看起來代碼還更多了一些。

讓我們把情況說的更詳細些，假設我要做一堆的乘法，我想把它們都記錄到控制臺，在沒有函數的情況下，下面的情況這樣看起來會很亂。

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如果你運行了這些代碼，你會發(fā)現我犯了一些錯誤，我想說的是，其實這種情況經常發(fā)生。人們復制和粘貼代碼塊， 然后忘記改變一個小細節(jié)，在某些情況下程序如果正常運行的話，你就有可能注意不到，直到它在某個地方出錯了，你才會知道。

（你不會還沒發(fā)現錯在哪里吧？）

讓我們修正這些代碼。

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這樣我們會得到正確的結果。

上面的多段代碼大部分內容基本差不多，基本的區(qū)別就是參與乘法的數字不同。這就很難受了。

讓我們?yōu)檫@個重復的過程創(chuàng)建一個函數。

先分析一下具體的需求。這個函數應該不需要返回值，它只需要輸出一些信息；這個函數需要兩個參數，就可以完成每段代碼中不同的部分；為了直觀的聯(lián)想到函數的功能，函數的名字就叫做?MultiplyAndLog?吧，然后我們就有了下面這個函數。

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函數定義好后，我們要做的就是調用這個函數。

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如果啟動這個程序， 你可以看到，在這里可以獲得正確的值，這是一個很簡單的例子，我們獲得了一個非常干凈、易于閱讀的程序。

通過以上給分析過程，我們有效地證明了函數是真的非常重要的。你的目標應該是將你的代碼分開成很多函數。

然而， 有一件事我想強調，也不要把你的代碼每一行都拆成函數，對任何人都沒有好處的代碼，這很難維護，您的代碼將看起來凌亂不堪，它會讓你的程序變慢。

原因是每次我們調用函數時，編譯器生成一個call 指令，這基本上意味著，在一個運行的程序中，我們需要創(chuàng)建一個堆棧結構，這意味著我們必須把像參數這樣的東西推進堆棧，我們還需要將一個叫做返回地址的東西，然后我們要做的是跳到二進制執(zhí)行文件的不同部分，以便開始執(zhí)行我們的函數指令。為了將 push 進去的結果返回，我們得回去到最初調用函數之前。就像在內存中跳躍來執(zhí)行函數，跳躍和執(zhí)行這些都需要時間，這些會減慢我們的程序。當然前提是保持我們當前的函數是作為一個實際的函數，而不是做內聯(lián)inline的工作（我們會在未來深入討論內聯(lián)）。

我說這些都是因為不想讓你們對于每一行代碼都去創(chuàng)建函數，不要做那么搞笑的事情，編碼多了你才能明白哪里你會需要一個函數，但基本上如果你看到自己在多次做一項共同的任務，那么基本可以為此創(chuàng)建一個函數，函數的主要目的是防止代碼重復，我們不希望復制粘貼代碼。

05 其他的

現在我們回到代碼中，有些小伙伴會發(fā)現一個細節(jié)，main 函數需要返回 int 類型的值，可是在 main 函數體中卻找不到 return 關鍵字。這樣操作是合理的嗎？

然我們做一個修改，驗證一些東西。

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Ctrl+F7 編譯，我們得到了一個錯誤。

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看起來有返回類型的函數的確必須有返回值。

原因是主函數實際上是一個特殊函數，只有主函數被豁免可以不返回值，它會自動假設你返回0。其他的函數必須要返回值。 main函數不寫返回值的操作只是現代 C 和C++ 的一個特性，可以讓你代碼保持的干凈一點。

好了，我們知道這必須返回一個值，剛才講的東西實際上 只適用于調試模式，如果我們在release 模式下編譯，這里你會看到我們沒有得到錯誤，這并不是說我們現在做的是正確的，因為如果我們真的要拿返回值值做某些事情的話，我們會得到 “未定義的行為” 的報錯信息，只是編譯器不會報錯，但是在調試模式下，編譯器就會顯示出錯。

后話

好了，這是一個基本的函數介紹，函數真的很有用。未來我還會寫很多函數，每個程序都是由一系列函數組成的，所以這是非常重要的，如果你不認為你完全理解函數是如何工作的，不用擔心， 因為在這個系列中我們會寫超級多的函數，你會掌握它的，最好的學習方法當然是多練習是吧。我們通常還將函數分解為聲明和定義，聲明通常存儲在頭文件中，我們在轉換單元或 CPP 文件中編寫定義，我將專門制作關于頭文件的一期，在那里會講到在頭文件中函數如何聲明。

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